JPH0422484B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、真空容器中に構成された光電面ある
いは電子銃などの電子源に対向して電気光学結晶
を配置し、電子源からの電子を前記結晶表面に蓄
積して蓄積電荷に対応する屈折率の変化を発生さ
せ、その変化を光学的に読み出す空間光変調管を
用いた装置に関する。

（従来の技術） まず、空間光変調管の基本的な構成を、その動
作とともに簡単に説明する。

第３図は、空間光変調管の基本的な構成を示し
た概略図である。

空間光変調管のガラス容器３の内面の光電面４
にインコーヒーレント光で照明された入力パター
ン１からの像が、レンズ２により形成されてい
る。このとき光電面４は入射像に対応した光電子
を放出する。

その光電子は加速集束レンズ系５を介して、マ
イクロチヤンネルプレート６に入射させられ、数
千倍に増倍される。

この増倍された電子は、裏面に透明電極８ａが
形成されているLiNbO₃などの電気光学結晶８の
表面に蓄積され、この結晶８の屈折率を電荷像に
対応して変化させる。

レーザ光源１０からのレーザ光をハーフミラー
９を介して電気光学結晶８に照射すると、レーザ
光の像１１（コヒーレント像）が得られる。

このレーザ光の像はコヒーレント並列光演算を
行うことができる。

レーザ光源１０のかわりに、ハロゲンランプ等
の白色光源を用いることもでき、この時は、強力
な光を利用した投影機として利用できる。

このような空間光変調管に使用される電気光学
結晶８は、比較的大面積のウエハが得やすい結晶
であつて、半波長電圧が低く、かつ光導電性がな
いうえ、さらに真空中ガス出しの際に比較的高い
温度でベーキングしても変質しない結晶であると
いう条件を満たすことが望ましい。

55°カツトLiNbO₃単結晶板は比較的前記の条件
を満足するので電気光学結晶材料に適している。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の空間光変調管の構成によれば、LiNbO₃
が自然複屈折を有するために、結晶内で常光・異
常光が分離し、そのため、この２つの光波が結晶
内の異なる場所で変調されることになり、解像度
の向上は望めない。

また、白色光で読み出す場合、自然複屈折光の
波長依存性が大きく、波長純度が要求され、事実
上白色光使用は不可能である。

さらに、温度による、常光・異常光に対する屈
折率変化が異なるため、温度変化によつて読みだ
し光が変調されてしまうという問題もある。

これらの現象はいずれも結晶が厚くなつた時に
顕著になる。

本件発明者等は解像度を向上させるために、同
一種類の２枚の結晶を透明導電膜を介して接着
し、一方を100μm以下に薄く加工する提案（特願
昭59−171194、（特開昭61−48815号公報））をし
ている。

前記提案に係る構成では基板となる結晶が厚さ
（５mm程度）なので特に大きな問題となる。

また、自然複屈折を有するため、結晶表面電荷
が零の場合であつて初期位相分が零とならず読み
出し光が変調されてしまう欠点もある。

第４図に示すように、電気光学結晶部２０の光
源１０側に、電気光学結晶部２０と同一材料で略
同一厚さの補償用結晶２２とλ／２板２１を配置
するものを提案した。

第５図は前記装置の電気光学結晶部、λ／２
板、補償用結晶を取り出して示した光路図であ
る。

この方式により第５図に示すように自然複屈折
によつて分離された２つの光波が全く同一の光路
長を通過するように構成できる。

しかしながら、第５図において、面２０ｄ，２
１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂからの光の反射
（例えば面２０ｄの反射率は0.15程度）があり、
これらの反射光は何ら補償されないので、これら
の反射光は前述の波長依存性、温度依存性を持
ち、Ｓ／Ｎ比、コントラスト比を低下させた。

また、本件発明者等は従来のように、300μm厚
の薄い結晶１枚を電気光学結晶部８として用いた
場合に、補償用結晶２２に電圧を印加して、初期
位相分をキヤンセルする方式（特願昭58−199669
号（特開昭60−91328号公報））を提案している。

第６図はこの提案に係る装置の構成を示す略図
である。

この場合でも、面８ａ，２２ａ，２２ｂからの
反射光は補償されないからＳ／Ｎ比、コントラス
ト比の低下となる。

本発明の目的は前記問題点を解決することがで
きる空間光変調装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明による空間
光変調装置は、真空容器中に構成された電子源
と、前記電子源から放出された電子を蓄積し、光
学的変化を生ずる電気光学結晶部と、前記光学的
変化を読み出すための光源と、前記電気光学結晶
部の前記光源側に配置した補償用結晶からなる空
間光変調装置において、前記電気光学結晶部の読
み出し光源側の面と補償用結晶の光通過面に無反
射コーテイングを設けて構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。

第１図は本発明による空間光変調装置の第１の
実施例の断面図である。

この装置の基本的な動作は第４図に示した装置
と同じである。

55°カツトLiNbO₃板からなる電気光学結晶部１
２０の光電面側の面にはSiO₂−ZrO₂の多層膜か
らなるミラー１２０ｆが形成されている。

電気光学結晶部１２０の他面には、電極となる
In_1-xSnxO₃の透明導電膜１２０ｇが形成されて
いる。

この透明導電膜１２０ｇの周辺の電極配線部を
残して、SiO₂層１２０ｈがλ／4nの厚さにスパ
ツタ蒸着されている。ただし、ｎはSiO₂の屈折
率、λは読み出し光の中心波長である。

また、補償用結晶１２２（55°カツトLiNbO₃）
の各面にもSiO₂層１２２ｆおよび１２０ｇが
λ／4nの厚さにコーテイングされている。これ
らのSiO₂層１２０ｈ，１２２ｆおよび１２２ｇ
は、無反射コーテイング層として働く。

さらにλ／２板を構成する石英板１２１の両面
にはMgF₂膜１２１ｆおよび１２１ｇがλ／4n′の
厚さにコーテイングしてある。なおn′はMgF₂の
屈折率である。

MgF₂膜１２１ｆおよび１２１ｇは無反射コー
テイング層として働く。

第１図の補償用結晶１２２に無反射コーテイン
グ１２２ｆ，１２２ｇを施したものは、He−Ne
レーザ光に対してコーテイング前の透過率75％に
対し99％と、無反射コーテイングの効果が大きく
現れる。

第２図は、本発明による空間光変調装置の第２
の実施例の断面図である。

この例の装置としての基本的な動作は第６図に
示した装置と同じである。

55°カツトLiNbO₃からなる電気光学結晶部２０
８の光電面側にはSiO₂−ZrO₂多層膜ミラー２０
８ｆが形成されている。

この電気光学結晶部２０８の他面には電極とな
るIn_1-XSnxO₃の透明導電膜２０８ｇが形成され
ている。

この透明導電膜２０８ｇの周辺の電極配線部を
残して、SiO₂層２０８ｈがλ／4nの厚さにスパ
ツタ蒸着され、無反射コーテイング層として働
く。ただし、ｎはSiO₂の屈折率、λは読み出し
光の中心波長である。

補償用結晶２２２の両面には、それぞれ電極と
なるIn_1-XSnxO₃の透明導電膜２２２ｈ，２２２
ｉが形成され、周辺の電極配線部を残して、
SiO₂層２２２ｊおよび２２２ｋ層がλ／4nの厚
さにコーテイングされ、無反射コーテイング層と
して働く。２２３は初期位相を補償するための電
源である。

（変形例） また本実施例では単一層を無反射コーテイング
として用いたが、例えばSiO₂とTaO₅の多層膜構
造にすれば、広い波長範囲にわたつて無反射にす
ることができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明による補償用結晶を用
いた空間光変調装置は、前記電気光学結晶部の読
み出し光源側の面と補償用結晶の光通過面に無反
射コーテイングを設けて構成してある。そのため
に、実質的に総ての光を補償用結晶を透過させる
ようにし、補償の対象とならないノイズ光を除去
できるので、自然複屈折の悪影響を受けない、
Ｓ／Ｎ比、コントラスト比の良好な装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による空間光変調装置の第１
の実施例の断面図である。第２図は、本発明によ
る空間光変調装置の第２の実施例の断面図であ
る。第３図は、従来の空間光変調装置の基本的な
構成を示した概略図である。第４図は、補償用結
晶を用いた従来の空間光変調装置の構成を示す断
面図である。第５図は、前記空間光変調装置の補
償用結晶の光路を示す光路図である。第６図は、
補償用結晶を用いた従来の他の空間光変調装置の
構成を示す断面図である。 １……入力パターン、２……レンズ、３……空
間光変調管のガラス容器、４……光電面、５……
加速集束レンズ系、６……マイクロチヤンネルプ
レート、７……メツシユ電極、８……電気光学結
晶、９……ハーフミラー、１０……レーザ光源、
１１……レーザ光の像（コヒーレント像）、１２
０……電気光学結晶、１２１……λ／２板、１２
２……補償用電気光学結晶、２０８……電気光学
結晶、２２２……補償用電気光学結晶、２２３…
…補償用電源、２３……偏光子、２４……検光
子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空容器中に構成された電子源と、前記電子
   源から放出された電子を蓄積し、光学的変化を生
   ずる電気光学結晶部と、前記光学的変化を読み出
   すための光源と、前記電気光学結晶部の前記光源
   側に配置した補償用結晶からなる空間光変調装置
   において、前記電気光学結晶部の読み出し光源側
   の面と補償用結晶の光通過面に無反射コーテイン
   グを設けて構成したことを特徴とする空間光変調
   装置。